CN105736092B - 发动机尾气净化的气流均匀装置、净化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种发动机尾气净化装置及气流均匀装置,该净化装置包括安装有气流均匀装置的安装腔、设置于安装腔一端的升温腔以及与升温腔倾斜设置并相连通的工作腔;所述工作腔内设置有将液态柴油转化成汽态柴油的燃料转换装置和用于将汽态柴油引燃的引燃器。气流均匀装置包括带有均匀腔的通气管以及设于所述均匀腔的出口端处的均匀盘;气体通过所述均匀盘分流并沿均匀盘的外壁均匀向四周扩散;均匀盘的角度为140度。本净化装置性能稳定,高压高温气体与废气混合效果好、扩散均匀;同时,压力检测器检测精确,能够在正确的时间、稳定的将颗粒捕捉器内的颗粒物清理干净。
Description
技术领域
本发明涉及发动机的尾气处理技术领域,特别涉及发动机尾气净化的气流均匀装置和净化装置。
背景技术
发动机尾气净化器在使用一段时间后碳烟粒子会存积在净化器过滤通道内造成堵塞,并因此增加柴油发动机背压,降低性能,所以需要对净化过滤器进行再生。
传统的再生方式主要为燃油加热器和电加热器。
中国专利申请CN 103502589 A,公开了一种发动机的排气处理装置,该装置能够在发动机刚起动后或轻负载运转时,使积存在DPF 中的PM燃烧或者能够活化排气净化催化剂。但仍具有以下的不足:废气流入升温腔存在局部气体多,另外一侧气体少;局部气体流速快,气体流动不均匀,会影响升温腔内高压高温气体的均匀扩散;导致PDF内的颗粒物清理不够完全。
发明内容
本发明的目的是提供发动机尾气净化的气流均匀装置,使升温腔内高压高温气体沿其壁面向DPF的内腔均匀扩散,将PDF内的颗粒物清理干净。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:发动机尾气净化的气流均匀装置,其特征是,包括带有均匀腔的通气管以及设于所述均匀腔的出口端处的均匀盘;气体通过所述均匀盘分流并沿均匀盘的外壁均匀向四周扩散;所述均匀盘的横截面形状为等腰三角形;该等腰三角形由两条腰边构成夹角的度数为137度-142度。
采用本技术方案,废气混合高压高温气体通过均匀腔的出口端流向均匀盘;混合气体经过均匀盘缓流、分流并沿均匀盘的外表面向周边扩散,使混合气体均匀得流向DPF的内腔;将附着在内腔壁上的颗粒物燃烧干净。
如果夹角的角度过小,均匀盘起不到缓流、分流的作用,混合气体分散还是不均匀;如果夹角的角度过大,会增大排气背压,不利于废气排出,同时也增加发动机的损耗。
夹角的度数在137度-142度的范围内,混合气体分散均匀,同时也不会引起排气背压增大。
进一步设置,该等腰三角形由两条腰边构成的夹角的度数为140度。
夹角的度数在140度,是最佳角度值;经试验测定:实际再生率能达到98%以上。
进一步设置,还包括带有混合腔的套管且其横截面形状为等腰梯形;所述套管与通气管的进口端连接。
如此设置,混合腔具有大口径的进气口和小口径的出气口;废气和高温高压气体先后在进气口、出气口混合,经两次混合均匀再流入均匀腔。
进一步设置,自通气管的出口端向外延伸有连杆;所述均匀盘固定在连杆上。
本发明的另一目的提出一种发动机尾气净化装置,其特征是,包括安装有上述气流均匀装置的安装腔、设置于安装腔一端的升温腔以及与升温腔倾斜设置并相连通的工作腔;所述工作腔内设置有将液态柴油转化成汽态柴油的燃料转换装置和用于将汽态柴油引燃的引燃器。
气流均匀装置的作用是使混合气体均匀得流向DPF的内腔;将附着在内腔壁上的颗粒物燃烧干净,实际再生率能达到98%以上。
进一步设置,升温腔与工作腔连接结合形成的夹角的度数为45度。
如此设置,工作腔内的燃料机构位于发动机尾气排气管的外侧;降低了发动机的排气阻力。
进一步设置,还包括有与安装腔连通的压力检测排气管;所述压力检测排气管包括使气体螺旋流动的螺旋部以及与螺旋部相连的直通软管。
外部的压力检测器通过压力检测排气管检测装置内部的气压;如果内部的气压到达设定值,则其会发出清理DPF的内腔壁上的颗粒物的信号;但在现有检测过程中,混合气体含有颗粒物通过压力检测排气管,长时间使用后,颗粒物会附着在压力检测排气管的管壁以及压力检测器的进口端处,甚至造成压力检测排气管堵塞;影响压力检测器的精确测定。
如果压力检测器不能精确检测到内部的实际空气压力值,则再生***迟迟不能开启,从而导致发动机内部的排气背压增大,影响发动机的性能。
本压力检测排气管设置了螺旋部,螺旋部即一段螺旋管。混合气体通入会随螺旋管做旋转运动;混合气体中的颗粒物会因自身重力沉积在螺旋管的底部,而经过“过滤”的混合气体通过直通软管流入压力检测器。因此,本压力检测器能精确地检测到实际压力值,而再生***能在设定值开启,清理DPF的内腔壁上的颗粒物。
进一步设置,所述工作腔内设有燃烧保护套管,所述燃料转换装置至少喷油端位于燃烧保护套管内部。
燃烧保护套管的作用是聚集高压汽态柴油燃烧时产生的热量,提高燃烧稳定性;另外,也可以避免发动机排除的尾气对引燃器点火工作的干扰。
进一步设置,还包括有设于燃烧保护套管尾端的挡流板。
挡流板的作用是更好的回避前端发动机尾气对工作腔的冲击,从而引起不好的效果。
综上所述,本发明具有以下有益效果:本净化装置性能稳定,高压高温气体与废气混合效果好、扩散均匀;同时,压力检测器检测精确,能够在正确的时间、稳定的将颗粒捕捉器内的颗粒物清理干净。
附图说明
图1是本实施例2的结构示意图,体现发动机尾气净化装置的整体连接结构;
图2是本实施例2的局部结构示意图,主要体现工作腔内部各个部件的连接结构;
图3是本实施例1的结构示意图,体现气流均匀装置的连接结构。
图中,1、工作腔,2、升温腔,3、气流均匀装置,31、套管,32、通气管,33、连杆,34、均匀盘,4、混合腔,5、均匀腔,6、安装腔,7、压力检测排气管,71、螺旋部,72、直通软管,8、燃料转换机构,9、引燃器,10、DPF,11、燃烧保护套管,12、引燃腔管,13、空气分散盘,14、挡流板,15、泄流槽,16、储气腔,17、喷油孔,18、引燃孔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
实施例1
发动机尾气净化的气流均匀装置3,包括套管31、通气管32和均匀盘34。套管31的横截面形状为等腰梯形;它具有大口径的进气口和小口径的出气口。小口径出气口的端部与通气管32的进气端连接;套管31内的混合腔4与通气管32内的均匀腔5连通且两者同一中心轴设置。
自通气管32的出口端向外延伸有连杆33;均匀盘34固定在连杆33上。均匀盘34的横截面的形状为等腰三角形;该等腰三角形由两条腰边构成夹角A的度数为137度-142度。废气与高温高压气体在混合腔4经过两次混合进入均匀腔5;再从均匀腔5的出气端流出;混合气体冲撞到均匀盘34上,通过均匀盘34分流,混合气体沿均匀盘34的外壁均匀向四周扩散。
此外,均匀盘34的角度大小会影响均匀盘34对气体分散的均匀度以及内部的排气背压大小;对发动机的性能以及其过滤器的再生效果有很大的影响。
以传统发动机尾气净化装置和安装有气流均匀装置3的发动机尾气净化装置做对比实验;以及安装有气流均匀装置3的发动机尾气净化装置以均匀盘34的不同角度做对比实验;测得实验数据具体如下:
经试验检测,均匀盘34的角度在140度时,净化装置的实际再生效率达98%以上;而且排气背压8.5KP在合理范围值内。因此,本实施例选用的角度为140度。
实施例2
发动机尾气净化装置,包括工作腔1、升温腔2和安装腔6,设于工作腔1侧面的供气管和供油管。工作腔1主要功能:将注入的柴油通过燃料转换机构8转化成高压气态柴油后点燃,将点燃后的高温混合气体排入升温腔2。升温腔2主要功能:将工作腔1排入的高温高压气体,经过螺旋形高温导向机构,使升温腔2内的温度均匀分布,并利用废气中的残余氧气,使注入的气态柴油燃烧更加充分。
工作腔1位于升温腔2的外部;工作腔1的出口和升温腔2的侧面进口焊接;焊接处形成夹角B,该夹角B的度数为45度。
工作腔1内安装有将液态柴油转化成汽态柴油的燃料转换装置和用于将汽态柴油引燃的引燃器9。
工作腔1内安装有用于保护燃烧效果的燃烧保护套管11。燃烧保护 套管31的尾端加工有挡流板14,燃料转换机构8位于燃烧保护套管11内部。在燃料转换机构8的喷油孔17端还装配有引燃腔管12;喷油孔17与引燃腔管12连通,引燃腔管12与引燃器9相对的侧面开设有引燃孔18;引燃器9的引燃端通过引燃孔18深入引燃腔管12的内部,用于在引燃腔管12内部引燃高压汽态汽态柴油。引燃腔管12的出口端加工有若干泄流槽15,引燃腔管12外部靠近喷油孔17端套设有一个空气分散盘13。该空气分散盘13、燃料转接机构和燃烧保护套管11壁间形成储气腔16,供气管的出气口与储气腔16连通。
安装腔6通过法兰固定于升温腔2的尾端;其内部安装有实施例1的气流均匀装置3。安装腔6连有一根压力检测排气管7;压力检测排气管7与外部的压力检测器连接。外部的压力检测器通过压力检测排气管7检测装置内部的气压;如果内部的气压到达设定值,则其会发出清理DPF10的内腔壁上的颗粒物的信号。
压力检测排气管7包括使气体螺旋流动的螺旋部71以及与螺旋部71相连的直通软管72。螺旋部71即一段螺旋管。混合气体通入会随螺旋管做旋转运动;混合气体中的颗粒物会因自身重力沉积在螺旋管的底部,而经过“过滤”的混合气体通过直通软管72流入压力检测器。因此,本压力检测器能精确地检测到实际压力值,而再生***能在设定值开启,清理DPF10的内腔壁上的颗粒物。
工作原理:再生***收到信号开启,供油管将油供入燃料转换机构8内转换成高压汽态柴油经由喷油孔17喷入引燃腔管12内,供气管供入的空气经由空气分散盘13分散,均匀的环绕在引燃腔管12周围,引燃腔管12内的高压汽态柴油被引燃器9点燃,在工作腔1内形成高压高温气体;废气从升温腔2的进口进入并与高压高温气体混合;混合气体经过混合腔4的两次混合再流进均匀腔5,从均匀腔5的出气口流出并经过均匀盘34分流均匀流向DPF10的内腔,将附着在内壁上的颗粒物高温氧化、完全清理。
Claims (9)
1.发动机尾气净化的气流均匀装置,其特征是,包括带有均匀腔(5)的通气管(32)以及设于所述均匀腔(5)的出口端处的均匀盘(34);气体通过所述均匀盘(34)分流并沿均匀盘(34)的外壁均匀向四周扩散;所述均匀盘(34)的横截面形状为等腰三角形;该等腰三角形由两条腰边构成夹角的度数为137度-142度。
2.根据权利要求1所述的发动机尾气净化的气流均匀装置,其特征是,该等腰三角形由两条腰边构成的夹角的度数为140度。
3.根据权利要求1所述的发动机尾气净化的气流均匀装置,其特征是,还包括带有混合腔(4)的套管(31)且其横截面形状为等腰梯形;所述套管(31)与通气管(32)的进口端连接。
4.根据权利要求1所述的发动机尾气净化的气流均匀装置,其特征是,自通气管(32)的出口端向外延伸有连杆(33);所述均匀盘(34)固定在连杆(33)上。
5.发动机尾气净化装置,其特征是,包括安装有如权利要求1-4任意一项所述气流均匀装置的安装腔(6)、设置于安装腔(6)一端的升温腔(2)以及与升温腔(2)倾斜设置并相连通的工作腔(1);所述工作腔(1)内设置有将液态柴油转化成汽态柴油的燃料转换机构(8)和用于将汽态柴油引燃的引燃器(9)。
6.根据权利要求5所述的发动机尾气净化装置,其特征是,升温腔(2)与工作腔(1)连接结合形成的夹角的度数为45度。
7.根据权利要求6所述的发动机尾气净化装置,其特征是,还包括有与安装腔(6)连通的压力检测排气管(7);所述压力检测排气管(7)包括使气体螺旋流动的螺旋部(71)以及与螺旋部(71)相连的直通软管(72)。
8.根据权利要求5或7所述的发动机尾气净化装置,其特征是,所述工作腔(1)内设有燃烧保护套管(11),所述燃料转换机构(8)至少喷油端位于燃烧保护套管(11)内部。
9.根据权利要求8所述的发动机尾气净化装置,其特征是,还包括有设于燃烧保护套管(11)尾端的挡流板(14)。
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